El concepto de robot colaborativo, no es más que un nicho de aplicación de la Robótica Industrial, que se está ampliando y sofisticando. Es solo relevante en el caso de que golpeen a las personas y se paren después de golpearlos, así que penetran más en el cuerpo o menos. Además hay considerar si su superficie es rígida o deformable que minimize el efecto de la colisión.
Actualmente se busca que por medio de la sensorización, bien del brazo robtico, o bien del entorno, no se produzca la colisión. Las principales iniciativas ya disponibles son:
- “Pieles sensitivas” que mantiene alrededor del brazo una zona de detección que pare al robot antes de que este colisione.
- Sistemas de visión de seguridad con IA que analizan el entorno del robot y sus cambios, parando el robot si hay alguna persona u objeto que lleve una trayectoria de colisión.
- Sistemas de monitorización láser de área combinados con seguridad de movimiento de los brazos, actualmente operativas al 100%.
Otra línea es la capacidad de autoaprendizaje por imitación de los movimientos del operario. Se manejan de forma remota con mandos que son capaces de trasladar al operador los “esfuerzos” que nota el brazo, mandos con realimentación háptica, y convertirlo en una red neuronal que al cabo de ciertas iteraciones hace que el proceso sea automático
La sensibilidad puede ser entendida como la lectura del esfuerzo que realiza el robot dentro de un proceso de empuje o en su trayectoria. Hay robots que hace años que colocándoles una célula de carga, componente que se usa para medir la fuerza ejercida, de 6 ejes, es capaz de conocer la magnitud y dirección de la fuerza aplicada en su “mano”, y pueden adaptar la trayectoria según este vector o moderar su fuerza. Sin ese componente también lo hacen mediante cambio automático de ganancia que permite que el brazo responda a fuerzas externas.
Los robots son sensitivos desde hace más de 15 años, pero en realidad no ha existido una demanda real de esa sensibilidad.
Los Cobots se están usando para tareas de carga y descarga de máquinas cuya cadencia de producción es muy baja. La gran ventaja que tienen es que no hace falta vallado. Al robot colaborativo se ha avanzado en la norma al espacio colaborativo, ya no se busca una máquina intrínsecamente segura sino que el espacio compartido entre humano y robot lo sea, esto abre la puerta a nuevas posibilidades que no hipotecan las prestaciones del robot.
El robot colaborativo no es seguro, según la directiva de máquinas y la experiencia de años en máquinas con órganos en movimiento solo es seguro para el operario sí este no pueda acceder a las partes en movimiento, esté parado cuando acceda. Ha costado muchos muertos, incapacidades y pérdidas de miembros y es necesario que el colaborativo se comporte igual que un humano.
Son útiles para entornos no industriales en las que exista una verdadera interacción, muy frecuente entre el humano y la máquina. Como robots de servicio o domésticos es dónde veo su utilidad.
Visión artificial en cobots
Utilizan imágenes que son captadas por una cámara y que inmediatamente son procesadas a través de un software específico de visión artificial. Este proceso permite que además de poder realizar numerosas aplicaciones, puedan tomar decisiones basadas en unos parámetros de calidad preestablecidos.
El sistema de visión está diseñado para el reconocimiento de patrones, posicionamiento de objetos e identificación de códigos de barras, e incluye funciones como el reconocimiento por visión y la mejora de la imagen. Gracias al creador del software, los usuarios pueden configurar tareas de visión y desplegar el cobot de manera inmediata sin necesidad de instalar cámaras o equipos de iluminación adicionales, presentando las siguientes ventajas:
- Se convierten en los ojos del brazo robótico, aportándole autonomía necesaria para muchos procesos industriales o de logística.
- Garantizan la trazabilidad de los procesos de producción, haciendo una especial incidencia en el control de calidad.
- Permiten un guiado automático de los brazos robóticos, eliminando los errores.
Los sistemas de visión artificial pueden medir, identificar fallos y anomalías, guiar, y verificar etc. Por ello son ideales para aplicaciones como:
- Pick & place.- En 2D y 3D los sistemas de visión pueden ayudar al cobot a realizar operaciones sin ayuda humana las tareas de recogida y colocación de productos de una manera rápida y eficaz.
- Empaquetado y paletizado.- Sus herramientas de posicionamiento y de orientación permiten que los brazos robóticos calculen y empaqueten con precisión conforme a los estándares más estrictos. Pueden inspeccionar y clasificar los productos antes de colocarlos en cajas y los clientes pueden adaptar rápidamente las líneas de producción a nuevos productos o modelos estacionales.
- Control de calidad.- Esta es sin duda una de las aplicaciones más importantes de visión artificial en robots que son capaces de asegurar la trazabilidad de los productos y detectar fallos. Además, gracias a la visión artificial, los cobots pueden tomar decisiones como expulsar un objeto de la línea de producción si por ejemplo no cumple los estándares de calidad.
- Montaje.- Los sistemas de visión artificial en robots son una de las herramientas más eficaces para incrementa la precisión y repetibilidad en las líneas de montaje
Esto supone importantes ventajas para los empleados, que ya no tendrán que realizar trabajos monótonos, exigentes físicamente, e incluso peligrosos. Los cobots les ayudaran en los trabajos que requieran levantar peso o una gran precisión, para que puedan centrarse en las tareas realmente importantes.
Son fáciles de programar y fáciles de integrar con otros equipos, lo que representa un gran paso hacia la creación de un entorno de fabricación inteligente donde los humanos y las máquinas trabajen en armonía. Se pueden configurar para trabajar con varias máquinas en unas pocas horas, lo que libera a los empleados de trabajos repetitivos y peligrosos.
Gracias a su diseño con programación gráfica, guiado manual y visión inteligente, los cobots son sencillos e intuitivos y el modo de guiado manual permite establecer puntos y asignar tareas fácilmente, eliminando la necesidad de una programación compleja.
Durante la producción de lotes reducidos y variados con cambios rápidos, los clientes pueden volver a desplegar el robot sin perder tiempo en recalibrar el sistema de visión y utilizando puntos de referencia, les permite la reubicación con fáciidad sin tener que utilizar plantillas ni volver a calibrarlos.
Los robots industriales tradicionales deben separarse de los operarios mediante barreras o cercados de seguridad, y deben fijarse en un lugar, ya que normalmente se utilizan para una tarea específica:
- Configuración compleja
- Se requieren expertos en robótica
- Soluciones inflexibles
- Footprint grande
- Se requieren barreras de protección
- Costes adicionales altos
Los cobots, en cambio, se han diseñado para trabajar de forma segura y en armonía con los operarios. Se pueden mover de una ubicación a otra para que trabajen en diferentes tareas.
- Configuración rápida
- Programación rápida
- Flexible y fácil de asignar tareas diferentes
- Ahorro de espacio
- Colaboración entre operarios y máquinas
- Posibilidad de reutilización en otras tareas y en otros sitios
- Retorno de la Inversión
